So wird der Transport-Verkehr elektrisch

1 Mio t CO₂ pro Jahr – so viel ließe sich einsparen, wenn statt 10.000 Diesel-Lkw die gleiche Anzahl Trucks mit batterieelektrischem Antrieb über unsere Straßen rollten. Die technischen Lösungen sind bereits vorhanden: Heutige Batterien ermöglichen E-Trucks und E-Bussen Reichweiten bis zu 400 Kilometer, spätestens 2025 sollen 800 Kilometer möglich sein. Und für die zweite Hälfte der 2030er-Jahre peilt die TRATON-Tochter MAN für ihre eTrucks Tagesreichweiten bis zu 1.000 Kilometer an.

Motor dieser Entwicklung ist zum einen die Erkenntnis, dass nachhaltige Elektromobilität im Nutzfahrzeugbereich ein wichtiger Baustein für das Gelingen der Klimawende ist. Zum anderen sichern stetige Verbesserungen in der Batterietechnik sowie der Aufbau einer umfassenden Ladeinfrastruktur den batteriebetriebenen Fahrzeugen einen klaren technischen Vorsprung gegenüber alternativen Konzepten. „Ein Nutzfahrzeug ist ein Investitionsgut“, sagt Dr. Götz von Esebeck, Head of Technology Strategy & Innovation bei der TRATON GROUP. „Es bringt Güter zum Kunden und legt dabei oft große Strecken zurück. Deshalb braucht es eine möglichst lange Lebensdauer.“

Im neuen Batteriemontagewerk der TRATON-Tochter Scania im schwedischen Södertälje werden Batterien für die E-Nutzfahrzeuge der Zukunft montiert. Die Batteriepacks, die hier aus den vom Kooperationspartner Northvolt hergestellten Zellen zusammengesetzt werden, sollen 1,5 Mio Kilometer lang halten. Das entspricht der durchschnittlichen Lebensdauer eines Lkw. Umgerechnet rund 100 Mio € hat das Unternehmen in die Fabrik investiert. „Dies ist ein handfester Beweis für unsere Entschlossenheit, eine Führungsrolle bei der Elektrifizierung von Nutzfahrzeugen zu übernehmen“, so Ruthger de Vries, Leiter des Bereichs Produktion und Logistik bei Scania, anlässlich der Einweihung des neuen Werks. Spätestens 2030 sollen 50 % der Nutzfahrzeuge von Scania mit den eigenen Batterien angetrieben werden.

Besondere Anforderungen an Lkw-Batterien machen neue Technologien interessant

So viel Eigeninitiative ist schon deshalb nötig, weil die Anforderungen an Batterien für den Antrieb schwerer Nutzfahrzeuge andere sind als im Pkw-Bereich. Allein durch das Gewicht der Zuladungen sind die Belastungen beim Lkw um ein Vielfaches höher, was eine wesentlich robustere Bauart der Batterie verlangt. Zudem müssen die in elektrisch angetriebenen Nutzfahrzeugen verbauten Batterien deutlich mehr Ladezyklen verkraften, wie ein Blick auf die durchschnittlichen Laufleistungen von Lkw und Pkw deutlich macht: Während ein Truck bis zu 160.000 Kilometer pro Jahr zurücklegt, bringt es ein durchschnittlicher Pkw, über seine gesamte Lebensdauer betrachtet, auf 200.000 bis 300.000 Kilometer.

„Die Besonderheiten  in Laufleistung und Ladezyklen führen dazu, dass sich der mechanische und chemische Aufbau von Batteriezellen, aber auch ganzer Batteriepacks beim Lkw deutlich vom Pkw unterscheiden“, so Dr. Stefan Tillmann, Produktmanager für Batterien bei der TRATON GROUP. Neben den klassischen Lithium-Ionen-Akkus, an deren stetiger Verbesserung seit Jahren gefeilt wird, könnten künftig auch andere Technologien für den Nutzfahrzeugbereich interessant werden. So haben etwa Lithium-Schwefel-Akkus eine wesentlich höhere Energiedichte, was größere Reichweiten für Transportfahrzeuge bedeuten würde. Ähnliches gilt für die Lithium-Metall-Batterie. Beide Technologien sind allerdings noch weit entfernt von einer Anwendung im Fahrzeugbereich. Weiter ausgereift sind dagegen sogenannte Festkörperakkumulatoren, bei denen sowohl beide Elektroden und auch der Elektrolyt aus festem Material bestehen. Neben einer höheren Energiedichte versprechen diese Batterien schnelleres Laden sowie ein höheres Maß an Sicherheit. Experten gehen allerdings davon aus, dass dieser Batterietyp zunächst nur im Pkw-Bereich zum Einsatz kommen wird.

Besondere Anforderungen an die Sicherheit

Immer leistungsfähigere Batterien sind der Schlüssel für die Elektrifizierung des Nutzfahrzeug-Antriebs. Zugleich stellen die neuen Hochleistungsakkumulatoren aber auch erhöhte Anforderungen an die Sicherheit und insbesondere auch an die Batteriekühlung. „Batterien entwickeln Wärme sowohl beim Laden als auch beim Entladen“, erläutert Dr. Götz von Esebeck. „Erwärmt sich eine Batteriezelle zu stark, kann das nicht nur ihre Leistungsfähigkeit beeinträchtigen, sondern im schlimmsten Fall zu Feuer oder einer Explosion führen.“

Dieser Gefahr begegnen die TRATON-Experten durch eine Kombination aus aktiver und passiver Batteriekühlung. Aktiv bedeutet, dass eine Kühlflüssigkeit durch kleine Kanäle im Inneren der Batterie geleitet wird. Die passive Kühlmethode besteht in der Verwendung von Materialien, die Hitze besonders gut ableiten. Sowohl im Scania-Werk in Södertälje als auch bei MAN in Nürnberg sowie an vielen anderen Standorten der weltweit agierenden TRATON GROUP wird eifrig an immer neuen Wegen getüftelt, um Batterien für den Nutzfahrzeug-Antrieb noch sicherer zu machen.

„Als Nutzfahrzeughersteller mit weltweiter Ausrichtung sehen wir uns besonders in der Pflicht, diesen Verkehrsbereich zu dekarbonisieren“, sagt Dr. Götz von Esebeck. „Deshalb sind wir bestrebt, Synergien innerhalb der gesamten TRATON GROUP zu heben.“ Dass TRATON in Zukunft bis zu 90 % der wertvollen Rohstoffe in seinen Batterien recyceln will, ist ebenso Teil der Nachhaltigkeitsstrategie des Unternehmens wie die Verwendung von Strom aus erneuerbaren Energiequellen bei Herstellung und Betrieb der Batterien.

Für die Zukunft erwarten die Batterie-Experten von TRATON eine zunehmende Beschleunigung der Entwicklung. „Die Technik entwickelt sich sehr schnell weiter“, so Stefan Tillmann. „Batterien werden immer hochwertiger, sicherer und preiswerter.“ Neben Innovationen im Bereich der Batteriezellchemie erwartet der Experte in naher Zukunft weitere Verbesserungen bei der Batteriekühlung sowie im Bereich der Batterie-Managementsysteme. TRATON will diese Entwicklungen unter anderem dadurch vorantreiben, dass der Fokus noch stärker auf Innovationen gelegt wird, von denen alle Marken innerhalb der Gruppe gleichermaßen profitieren. „Unsere Expertise zu bündeln, wird letztlich der ganzen Gruppe und vor allem unseren Kunden zugutekommen.“